Kontrollerad härdning ökar termometrars stabilitet.
Inom temperaturmätning bidrar stabilisering till att förbättra termometrars noggrannhet och livslängd.
I Klasmeiers DAkkS-kalibreringslaboratorium (ackrediterat enligt DIN EN ISO/IEC 17025) används olika temperaturgivare som normaltermometrar, referenstermometrar, SPRT:er, HTPRT:er, Pt100 och Pt25. Dessa givare genomgår en fastställd temperaturcykel för att härdas fullständigt.
Detta sker i en speciell ISOTECH stabiliseringsugn.
Innehåll
Varför är det nödvändigt att stabilisera termometrar?
Användningen av platinmotståndstermometrar i laboratoriemiljö avslöjar en viss instabilitet i mätmotstånden över en viss tidsperiod, ett fenomen som är känt som ”termometerdrift”. Orsakerna till denna drift är varierande och kan exempelvis inkludera mekaniska effekter som vibrationer under transport, mekaniska stötar eller användning av cirkulationsbad. Föroreningar, diffusion av främmande ämnen och användning av silikonolja som kalibreringsmedium kan också bidra. Ytterligare faktorer är termisk belastning genom långvarig användning vid varierande och höga temperaturer och felaktiga kylningsmetoder. Även oxidationseffekter på mätmotståndet vid längre användning mellan 200 °C och 450 °C kan leda till drifteffekter.
Hur fungerar stabilisering?
Ett beprövat tillvägagångssätt för att bekämpa denna drift är den kontrollerade termiska behandlingen av termometrar, även känd som åldring eller härdning. Denna process kan i många fall ångra de oönskade förändringarna och förbättra termometerns stabilitet.
En titt på det typiska förloppet av en åldring vid vattentrippelpunkten för en PT25 normaltermometer (SPRT) tydliggör effektiviteten av detta förfarande. Efter varje åldringscykel bör termometerns stabilitet kontrolleras och dokumenteras för att säkerställa ett smidigt förlopp.
Hur utförs stabiliseringen av termometrarna?
En central utmaning vid kalibrering är att säkerställa att de kalibrerade termometrarna alltid ligger inom sina specifikationer. Detta uppnås genom stabilisering.
Den speciellt för denna uppgift utvecklade stabiliseringsugnen från ISOTECH värmer termometrarna till kalibreringstemperaturen, låter dem åldras där och kyler dem sedan ned. Ugnen kan täcka temperaturer från rumstemperatur upp till 1000 °C, så att alla typer av SPRT:er kan åldras upp till silverfixpunkten (961,78 °C).
I egen sak
Ugn för stabilisering av termometrar
Stabiliseringsugnen, utvecklad av företaget ISOTECH, används för att förbereda normaltermometrar (SPRT:er) och liknande termometertyper som Pt100 och Pt25, referenstermometrar osv.
Den används för förvärmning, glödgning och kylning av termometrar före deras kalibrering. Med ett temperaturområde från rumstemperatur till 1000 °C kan ugnen stabilisera en mängd olika termometerkonstruktioner, inklusive SPRT:er.
Det är också viktigt att notera att betydelsen av åldring ökar med kalibreringstemperaturen. Ju högre användningstemperatur för temperaturgivarna, desto mer porös blir kvartsen, vilket kan leda till en snabb förorening av SPRT:n. För att förhindra dessa föroreningar vid höga temperaturer spolas temperaturgivarna kontinuerligt med förvärmd luft.
Hur ställs åldringsparametrar och luftcirkulation in?
Den noggranna inställningen av åldringsparametrarna är lika viktig som valet av rätt stabiliseringsugn. Stabiliseringsugnen programmeras med hjälp av eXacal-programvaran så att uppvärmningen och nedkylningen till de olika åldringstemperaturerna sker med en definierad hastighet. Detta förhindrar att mätmotstånden överbelastas eller skadas av för stora temperaturhopp. Vid nedkylning från höga temperaturer hålls en temperaturfas för att skona mätmotståndet.
Åldringscyklerna upprepas så länge tills den temperaturgivare som ska kalibreras har stabiliserats inom ramen för sin specifikation. Åldringens framsteg mäts, utvärderas och dokumenteras vid vattentrippelpunkten.
Sammanfattningsvis kan man säga att den kontrollerade åldringen och härdningen av termometrar är en essentiell metod för att säkerställa en hög mätnoggrannhet och en lång livslängd för instrumenten. Det möjliggör för experterna inom kalibreringstjänster som Klasmeier att konsekvent leverera högkvalitativa och exakta mätresultat.
Källor:
- Frank Bernhard: Handbuch der Technischen Temperaturmessung, 2. Auflage
- Thomas Klasmeier: Tabellenbuch „Temperatur“, Ausgabe 3
